陰極射線之迷

在博覽會的一角有一件展品,大多數參觀者都沒有注意,卻引起好幾位科學家的莫大興趣。這是一個繞滿漆包線的大線圈,通上6伏直流電以后,線圈的振子象電鈴一樣地振動，同時從線圈上接出來的兩根鐵針的針尖之間,發出了紫紅色的小閃電。展品的說明書上寫著:“感應線圈:可以把低的直流電壓變成幾千伏的高電壓。巴黎電學器械廠技師魯姆柯夫1851年發明。”
以前要得到直流的高電壓需要把幾千個電池串聯起來,不僅花錢多,還要為這許多電池蓋一間很大的房子。這回可好了,用這個一只手就能拿得動的“小玩意”就能得到高電壓。那些想用高電壓作實驗的科學家們圍著這個“感應線圈”轉來轉去，他們都準備回去照樣裝一臺這樣的“感應線圈”變壓器。
就這樣,高壓感應線圈變壓器傳到了德國。
就在這一年里,德國的玻璃工入蓋斯勒利用托里拆利真空原理發明了一種水銀真空泵。他在一根玻璃管的兩端封上兩根白金絲,再用他的泵把管中的空氣抽掉,然后在兩根白金絲上通上感應線圈發出來的高壓電。管中殘余的氣體就發出了紫紅色的輝光。這就是低壓氣體放電管。
可不要小看這根放電管,它不僅是今天霓虹燈、日光燈、電子管、顯象管的老祖宗,而且通過對放電管中放電現象的研究,使人們得出意想不到的許多大發現。
由于它是蓋斯勒最早制成的,所以人們通常把它叫做蓋斯勒管。
德國波恩大學的物理學教授普呂克對蓋斯勒管非常感興趣。他和他的學生希托夫一起作了許多研究。他們發現,在管中除了氣體在發光以外,正對著陰極(負極)的玻璃壁也在隱隱地發出黃綠色的熒光。用磁鐵在管外晃動,這熒光也在晃動,好象能被磁鐵吸引似的。為什么會這樣?當時他們沒有搞清楚。那時,德國的本生和基爾霍夫發明了光譜分析法。
普呂克和希托夫也開始研究光譜。他們制作了兩頭粗中間細的蓋斯勒管,在管中充進去一點點純的氣體,例如純的氧氣或純的氫氣,通電以后,不同的氣體就會發出不同顏色的光。用分光鏡檢查,每種氣體都發出自己特有的亮線。就這樣,氣體放電管成了用光譜分析氣體的輔助工具。
后來,英國科學家拉姆賽在空氣中發現了氦、氖、氬、氪、氙,都是用氣體放電管研究得的結果。不同的氣體發光的顏色不同,例如氖發紅光、氙發藍光、氦發黃光。后來人們制成了長長的放電管,彎成各種花樣,充進不同的氣體,通電后就顯示出五彩繽紛的光的圖案。這就是我們常見的霓虹燈。
普呂克在1868年去世了。他的學生希托夫繼續研究放電管。他始終想著那玻璃管壁上的熒光。
他作了一個圓球狀的放電管,在球當中裝了一片金屬障礙物,而兩個電極是垂直安裝的。通電后,陰極對面的玻璃壁上不僅發出熒光,還出現了障礙物的影子,好象從陰極放射出某種光線似的。

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